Chuyển hóa tế bào là gì?

Chuyển hóa tế bào là một thuật ngữ chung bao gồm tất cả các phản ứng hóa học chuyển đổi năng lượng hoặc sử dụng năng lượng bên trong một tế bào.Các tế bào của con người và nhiều sinh vật đa tế bào khác sử dụng quá trình hô hấp hiếu khí để chuyển đổi thực phẩm thành năng lượng.Thực vật và một số vi sinh vật thực hiện quá trình quang hợp.Các sinh vật khác sử dụng hô hấp kỵ khí hoặc lên men, các loại chuyển hóa tế bào không cần oxy. Hai loại phản ứng hóa học xảy ra trong chuyển hóa tế bào, phản ứng dị hóa và phản ứng đồng hóa.Phản ứng dị hóa tạo ra năng lượng cho tế bào sử dụng, trong khi các phản ứng đồng hóa đòi hỏi năng lượng để tạo ra các phân tử cần thiết để tế bào tiếp tục hoạt động.Các tế bào lưu trữ năng lượng dưới dạng adenosine triphosphate (ATP), được tạo ra bởi các phản ứng dị hóa và được sử dụng bởi các phản ứng đồng hóa. Hô hấp hiếu khí phá vỡ các nguồn carbon hữu cơ, như carbohydrate, protein và chất béo.Đầu tiên, quá trình glycolysis phá vỡ một phân tử glucose mdash;một đường với sáu nguyên tử carbon mdash;thành hai phân tử pyruvate, hai phân tử giảm nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) và hai phân tử ATP.Chu kỳ Krebs, còn được gọi là chu trình axit citric (CAC) hoặc chu trình axit tricarboxylic (TCA), phá vỡ pyruvate được tạo ra trong quá trình glycolysis vào carbon dioxide và nước, tạo thêm hai phân tử ATP trong quá trình này.Một cơ chế gọi là chuỗi vận chuyển điện tử chuyển các nguyên tử hydro từ NADH sang oxy.Chuyển giao này phát hành năng lượng, được sử dụng để tạo thêm 34 phân tử ATP.Glycolysis và chu kỳ KREBS diễn ra theo cách tương tự trong hô hấp kỵ khí như chúng trong hô hấp hiếu khí.Tuy nhiên, trong chuỗi vận chuyển điện tử, các phân tử vô cơ mdash;các phân tử không chứa carbon mdash;được sử dụng làm chất nhận electron thay cho oxy.Loại phân tử vô cơ được sử dụng phụ thuộc vào sinh vật.Ví dụ, một số sinh vật sử dụng các hợp chất chứa sulphur và một số sử dụng các hợp chất chứa nitơ.Hô hấp kỵ khí tạo ra tổng cộng 36 phân tử ATP, trái ngược với 38 đối với hô hấp hiếu khí. Quá trình lên men là một dạng khác của chuyển hóa kỵ khí, nhưng không giống như hô hấp kỵ khí, nó không liên quan đến chuỗi vận chuyển điện tử hoặc chu kỳ KREB.Glycolysis phá vỡ các phân tử hữu cơ để tạo ra năng lượng.Vì quá trình glycolysis là phản ứng duy nhất diễn ra trong quá trình lên men, nó chỉ tạo ra hai phân tử ATP trên mỗi phân tử glucose.

Thực vật và một số vi sinh vật, tất cả đều được phân loại là photoautotrophs, có được năng lượng của chúng từ một dạng chuyển hóa tế bào, thay vì hô hấp.Photoautotrophs có được năng lượng từ ánh sáng và chuyển đổi nó thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP.Các tế bào sau đó sử dụng ATP để chuyển đổi carbon dioxide thành glucose và các chất dinh dưỡng khác mà sinh vật cần.